Celý položkový řetězec polovodičů (zahrnující výrobu waferů, nanesení tenkých vrstev, růst krystalů za vysokých teplot, komponenty zařízení a pokročilé balení) závisí v extrémní míře na těchto dvou ultračistých těžkotavitelných kovech – wolframu a molibdenu. Díky jejich extrémně vysokým teplotám tání (3422 °C u wolframu a 2622 °C u molibdenu) a vlastnostem, jako je nízké uvolňování nečistot, nízká teplotní roztažnost, nízký měrný elektrický odpor a nízký tlak par ve vakuovém prostředí, jsou základní výrobky zařazeny do pěti kategorií. Následující text, založený na skutečných výrobních případech z celosvětově vedoucích továren na wafery a hlavních společností zabývajících se úložišti, poskytuje podrobnou analýzu průmyslového využití a výsledků implementace jednotlivých kategorií výrobků.
1. Ultračisté sputterovací terče z wolframu/molibdenu
Popis produktu: Jádrem našich produktů jsou ultračisté molybdenové terče 5N/6N, wolframové terče, kompozitní terče z wolframu a titanu a slitinové molybdenové terče (velikosti od 8/12 palců), které se převážně používají v procesech PVD (fyzikálního napařování) pro nanášení kovových vrstev na křemíkové destičky. V tradičních technologiích výroby polovodičů s velikostí prvků 28 nm a větší dominují wolframové terče při vyplňování kontaktových otvorů a bariérových vrstev brány; naopak v pokročilých logických procesech 3 nm/7 nm a ve 3D NAND s 300 nebo více vrstvami se molybdenové terče stále rychleji nahrazují wolframové terče. Při stejné šířce čáry má molybden odporovost o 40 % nižší než wolfram a při vrstvení s vysokým poměrem výšky k šířce není nutné používat bariérové vrstvy z TiN, což výrazně zvyšuje hustotu ukládání.
Případy aplikace v průmyslu:
Modernizace výrobní linky 3D NAND pamětí SK Hynix s 375 vrstvami: Vzhledem k tomu, že počet vrstev překročil 300, původní složky slova z wolframu s 286 vrstvami vykazovaly prudký nárůst odporu, nadměrnou latenci čtení/zápisu a blokovací vrstvu, která zabírala vertikální prostor. Proto SK Hynix plně zavedla ultračisté materiály pro terče z molibdenu 6N, vybavila linku specializovanými pecemi pro ALD (Atomic Layer Deposition – atomové vrstvení) a odstranila blokovací vrstvu z TiN. Jedna dávka umožňuje zpracovat 100 křemíkových kotoučů o průměru 300 mm. Po modernizaci se plocha čipu na jednotku snížila o 18 %, hustota bitů zvýšila o 16,3 %; kontaktní odpor se snížil o 56 % a rychlost čtení/zápisu stoupla o 22 %. Snížení počtu procesů depozice o 15 % umožnilo měsíční úsporu nákladů přesahující 10 milionů RMB na továrnu. Předpokládá se, že do konce roku 2026 bude továrna společnosti v Cheongju provozovat plnou výrobu, přičemž měsíční nákup terčů z molibdenu překročí 2 tuny.
Domácí náhrada technologie Changan Storage Xtacking 3.0: Výrobní linka společnosti Changan Storage pro 3D NAND paměť s 232 vrstvami dříve vysoko závisela na molibdenových terčích japonské společnosti Nishin Metal. Společnost Jin Mo Shares ve spolupráci se společností Longhua Technology úspěšně dokončila domácí certifikaci ultračistých molibdenových terčů třídy 5N5 a dodala terče o průměru 12 palců. Skutečná měření ukázala, že obsah nečistot v domácích terčích byl nižší než 0,1 ppm a rovnoměrnost tenké vrstvy odpovídala dovozovaným produktům, přičemž náklady na spotřební materiál pro jednu sadu zařízení klesly o 32 %. V roce 2025 uzavřely obě strany tříletou dlouhodobou dohodu, která každoročně sníží výdaje na dovoz spotřebního materiálu o více než 120 milionů CNY a umožní nezávislou kontrolu nad klíčovými materiály pro povlakování pamětí.
2. Předzpracovací plyn pro CVD
Popis produktu: Jádrem produktu je předzpracovací plyn na bázi molybdenů vysoké čistoty, který se používá především v procesech CVD (chemické depozice z parní fáze). Oproti terčům pro naprašování metodou PVD umožňuje předzpracovací plyn dosáhnout výrazně lepšího pokrytí stupňů a rovnoměrnějšího vyplnění vrstvy při depozici složek 3D NAND „word line“ s extrémně vysokým poměrem výšky k šířce (např. více než 375 vrstev) a je tak klíčovým spotřebním materiálem podporujícím výrobu NAND flash pamětí s extrémně vysokým počtem vrstev.
Případy aplikace v průmyslu:
Modernizace výrobní linky globálních obchodních gigantů v oblasti úložiště s 375 vrstvami: Vzhledem k exponenciálnímu nárůstu obtížnosti při leptání drážek a nanášení vrstev pro ultravysokovrstvé 3D NAND paměti provádějí obchodní giganti v oblasti úložiště, jako jsou Samsung a SK Hynix, při modernizaci výrobní linky pro 375vrstvé NAND plně vybavují systémy pro dodávku plynu pro předzpracování molibdenu za vysokých teplot. Vzhledem k extrémně přísným požadavkům na plynové prekurzory z hlediska kontroly nečistot a formulací vhodných pro odpařování za vysokých teplot se vedoucí dodavatelé, jako je Yaco Technology, úspěšně stali dodavateli pro Samsung a SK Hynix pomocí technologie molibdenových prekurzorů třídy 6N, která dokonale odpovídá nové generaci procesu CVD pro nanášení molibdenových slovních řádek NAND. Dlouhodobá poptávka prudce vzrostla současně s výrobní kapacitou vysoce výkonné NAND.
Konstrukční součásti z molibdenu a wolframu pro vysokoteplotní aplikace (růst krystalů a tepelné zpracování za vysokých teplot)
Popis produktu: Mezi základní produkty patří molybdenové kelímky, molybdenové dopravní vozíky, molybdenové tepelné clony, TZM molybdenové podpůrné součásti, molybdenové topné pásy a wolframové topné články, vhodné pro žíhání ve vakuu/vodíkové atmosféře při teplotách 1000–1800 °C, růst modrých safírových krystalů a epitaxní pece pro karbid křemíku atd. za extrémních podmínek. Nerezová ocel a slitiny na bázi niklu jsou nad teplotou 1000 °C náchylné k creepové deformaci a oxidativnímu praskání, zatímco molybden/wolfram se v inertní atmosféře neoxiduje ani neuvolňuje nečistoty a creepová odolnost TZM molybdenu je dvojnásobná oproti čistému molybdenu, čímž se účinně předejde kontaminaci waferů kovovými nečistotami.
Případy aplikace v průmyslu:
Modernizace pecí pro růst modrého safíru s technologií Mini LED ve společnosti Sanan Optoelectronics: Společnost Sanan Optoelectronics původně používala dovozní molybdenové tavicí kelímky pro růst modrého safíru, jejichž životnost činila pouze 90 dní. Časté vypínání pecí závažně omezovalo výrobní kapacitu. Použitím tenkostěnných molybdenových kelímků vyrobených z vysoce čistých ingotů molybdenu Mo-1 a leštěním jejich vnitřních stěn na úroveň zrcadlového povrchu se nepřetržitá životnost jednoho kelímku zvýšila na 280 dní (tj. trojnásobné zlepšení), výtěžnost růstu se zvýšila z 82 % na 91 % a roční výroba substrátů na jednu pec se zvýšila o 120 000 kusů. Po úplné náhradě dovozních kelímků domácími kelímky ve 200 pecích po celé zemi přesáhly roční úspory na zařízení a materiály 60 milionů čínských jüanů.
IV. Kompozitní chladiče z wolframu a mědi / molybdenu a mědi (průmysl pokročilého balení a výkonových polovodičových prvků)
Popis produktu: Hlavními produkty jsou slitiny WCu70/80 (wolfram-měď), MoCu (molybden-wolfram) a substráty z wolframu a mědi určené jako teplosnímače, které se používají především pro balení GPU, HBM (paměť s vysokou propustností), IGBT a výkonových polovodičů. Výhoda technologického procesu spočívá v tom, že nízký koeficient tepelné roztažnosti wolframu a molybdenu dokonale odpovídá koeficientu tepelné roztažnosti křemíkových a gallium-nitridových čipů, zatímco vysoká tepelná vodivost mědi umožňuje rychlé odvádění tepla. Tento kompozitní materiál účinně řeší problém snížení frekvence a tepelného poškození čipů umělé inteligence s vysokým výpočetním výkonem při vysokých teplotách a stává se tak ideální náhradou za substráty z čistého mědi a hliníku.
Případ z praxe v průmyslu:
Modernizace tepelního managementu pro výkonné čipy umělé inteligence: S nárůstem požadavků na výkon při zpracování velkých modelů umělé inteligence na GPU a HBM čipech dosáhla hustota tepelného toku svého limitu. Tradiční substráty z čisté mědi jsou kvůli nesouladu koeficientů tepelné roztažnosti náchylné k únavovému selhání svarů při dlouhodobém cyklickém působení vysokých teplot. Použití kompozitních teplosměnných substrátů z molybden-měď (MoCu) nejen umožňuje dokonalé přizpůsobení koeficientu tepelné roztažnosti křemíkovým čipům, ale také výrazně snižuje tepelný odpor, čímž úplně řeší problém tepelného selhání čipů umělé inteligence při vysokofrekvenčním provozu a zajišťuje dlouhodobě stabilní chod výpočetní infrastruktury.
V. Precizní součásti z tungsten-molybdenové slitiny (průmysl součástí pro polovodičová zařízení)
Popis produktu: Jádrem nabízených produktů jsou přesné součásti z wolframu a molibdenu pro polovodičová zařízení, například stínící součásti pro zařízení pro implantaci iontů, topné tělesa pro MOCVD a materiály pro tepelné výměníky v elektronickém obalu. Tyto součásti musí zachovávat extrémně vysokou rozměrovou přesnost a fyzikální stabilitu v podmínkách extrémního vysokého vakua i korozivních prostředí a jsou tak „neviditelným základem“, který umožňuje polovodičovým zařízením provádět přesné technologické procesy.
Případ z praxe v průmyslu:
Domestikace klíčových komponentů zařízení pro iontovou implantaci polovodičů: V reakci na problém dlouhodobé závislosti na dovozu vysoce kvalitních komponentů z wolframu a molybdenu pro zařízení pro iontovou implantaci polovodičů 3,5. generace se domácí podniky, jako je Xingyao Xincai, úspěšně vyvíjely a vyráběly přesné komponenty z wolframu a molybdenu s čistotou přesahující 99,99 %. Tyto komponenty vykazují extrémně dlouhou životnost a stabilní výkon při dlouhodobém působení iontového bombardování ve vysokém vakuu, úspěšně vstoupily do dodavatelských řetězců domácích i zahraničních zákazníků, rozbití monopolu zahraničních společností a dosažení domácí náhrady klíčových komponentů polovodičového zařízení.
EN
Aktuální novinky